OPPO挖出的深坑 正在自己亲自填满

最近的手机圈有几个事比较火，第一个就是当下最新、性能最强的移动终端平台——骁龙8Gen1被MOTO首发，价格打到不到3000元的区间，网友戏称不让后来者有活路；再者，就是华为和OPPO发布新一代的折叠屏手机，接下来vivo、一加、realme都可能跟进，让2022年可能成为折叠屏手机的爆发年……

而一直饱受争议的“国产芯片”问题，在小米、vivo等发布相关新产品后却没有引发应有的关注热潮，为什么这几款芯片产品技术含量难入键盘党们的法眼，还是说他们根本没有意识到这几款新品会对中国未来芯片产业（数据处理、AI处理、图像处理）产生什么样的深远影响？在我们看来，任何一栋高楼大厦的崛起，前面必定有不少的大坑要填上，就像OPPO把自研芯片项目称为“马里亚纳”一样，可能在他们看来，我们与芯片技术先进国家之间在差距，就像这个太平洋的深沟一样……

先说一下“马里亚纳计划”

马里亚纳海沟，最深处距离地表有11034米，平均深度超过8000米，是世界上已知的最深的沟壑。而OPPO在三年前，也给自己挖了个巨深的坑——自主研发芯片，并命名为马里亚纳计划。

三年后的今天，这个坑正在被OPPO一点点填满。“虽然整个过程只有一千多天，却漫长得像是没有尽头的路一样……”一个项目研发人员在发布会后曾向我们坦言研发过程中的艰辛。

12月14日，OPPO在2021 INNO DAY上发布了首款自研芯片——影像专用NPU芯片“马里亚纳X”，这是OPPO马里亚纳计划启动3年来的首个落地成果，也是全球首颗专门针对影像优化的专用NPU芯片。

但凡能自主研发出芯片，这背后一定是经历过刀山火海一样的一场硬仗。所以在发布会上，一向低调的陈明永tony在发布会上都有种绷不住了的感觉，他说“2019年，我们说要有十年磨一剑的勇气，勇于踏入研发深水区。历时三年，现在我可以说，我们踏入深水区的第一步就是这颗芯片。”

不止tony动了情，听说坐在前排的研发参与人员很多是真的泪目了，“向上者”，“深水区”、“爬坡者”，这些听起悲壮、颇有点老干部风的词频繁出现在OPPO这家给大众印象还是活泼、时尚为主的感知的企业身上，画风多少有点那么让人觉得有点反差萌。

而在会后，OPPO 芯片产品高级总监姜波等高管也接受了第一观点等媒体的专访，就OPPO芯片研发背后的故事做了更多解读。

OPPO 芯片产品高级总监姜波、OPPO XR 技术总监徐毅

为什么OPPO要单独造一颗NPU芯片？

现任OPPO芯片产品高级总监姜波，此前曾二十多年供职于高通，2019 年加入 OPPO芯片团队。他，马里亚纳 MariSilicon X 芯片组包括 IP、前端后端这些所有全部自研，这本身是个非常大的挑战。

OPPO造出的这独立于AP芯片的影像专用芯片，采用台积电的6nm先进制程工艺，微架构部分由“马里亚纳 MariNeuro”自研AI计算单元、“MariLumi”自研影像计算单元、配套的影像专用内存子系统和I/O组件组成。

这颗芯片核心聚焦影像AI算法与HDR（高动态范围图像）的提升，拥有18TOPS@int8的计算能力，在AI算力上已超越苹果A15 SoC处理器。而且，即便算力大幅提升，能效比控制的也相当给力，官方测试数据显示，OPPO Find X3 Pro的通用NPU仅支持4K 2帧的AI运算，功耗为1.693W，而“马里亚纳 MariSilicon X”运行4K 40帧画面AI运算时，功耗仅0.797W，新的NPU芯片整体能效比提高了约40倍。

根据官方对比数据，在“马里亚纳 MariSilicon X”上运行AI降噪模型，比Find X3 Pro（骁龙888）快20倍。基础算力和能效低外，“马里亚纳 MariSilicon X”还将影像原始处理数据运输和计算的位宽提高到20bit也就是芯片到CMOS的通信道路扩宽，数据传输能力大幅度提升。

得益于这颗独立芯片，手机可以首次实现“4K+20bit RAW+AI+Ultra HDR”的计算摄影处理水平，而这一道技术门槛树立了手机摄影的新标杆。

在姜波看来，业界对NPU每家态度都不一样，从事半导体行业多年的他认为：“NPU在整个行业里面临两个问题。一是NPU应该用来做什么。第二个问题是NPU应该怎么做。我们今天谈的马里亚纳 X给出了答案。”

在OPPO的字典里，首先，计算摄影是对机器算力在 各种应用下要求最高的一快，所以NPU应该去承担这种特别重要的工作，在手机上专芯专用或者优化的方向以完成计算影像的处理。

而怎么去让NPU发挥出应有的水平呢？姜波表示：“应该根据应用场景真正把它的有效算力释放出来，所以它的能效是跟应用场景相关的。做一个通用型的NPU，其实它很难聚焦某一个应用场景。OPPO是终端厂商，我们更明白，用户痛点在哪，用户场景的价值点在哪。所以我们会根据这个应用场景去相应的设计我们的硬件架构，去提升它的相应的能效比，换句话说提升有效算力。其实我在演讲图片里面对比的最高算力，那个最高算力在手机NPU上去堆的话是很容易的一件事，你把芯片面积逐渐加大就好了。但是芯片的能效真正要做到这么高是非常大的挑战。”

翻译过来就是，OPPO知道用户最在意的是拍照和拍视频，这事儿其他厂商也知道，如果只是简单地把Soc面积做大，提高NPU的算力是一种做法，但能效比控制会非常差，最终消费者使用体验就是拍摄时发烫、掉电快等。

而近两年大家也往摄像模组上堆硬件，但是因为这些都来自有限的那么几家供应商，有时候甚至型号都一样，哪怕软件协同苦下功夫，差异化也就那样，大家在第三方平台拍照分数差距越来越小就是一个明证。

在传感器、相机模组堆砌和手机空间局限性的矛盾交织下，同时，定制传感器和Soc研发周期本身的不同步也导致这条路很难走通，要获取更好的影像效果，手机摄影天花板似乎已经见顶。但OPPO独立NPU的这一操作显然独辟蹊径，再一次拉高了行业技术上限。

OPPO一次流片就成功，有多难能可贵？

据了解，OPPO的6nm芯片是一次流片成功。这有多难能可贵呢？

据行业人士传言，之前小米连续三次流片均告失败，而当OPPO一次流片就成功的消息传到雷军那，雷军在公司大发雷霆“为何人家一次就能成功？”

OPPO是2019年才开始造芯，小米2014年就和与联芯科技投资成立松果电子进行手机芯片研发，小米研发的AP芯片，一直未见起色。

玩笑归玩笑，但是笑过之后，大家意识到这件事突然就变得严肃起来了！当然，芯片研发本身也是一件严肃的事，而要想一次流片成功，更不能有半点的水分和儿戏。

先解释下什么叫流片，当一颗芯片电路设计完成后，都会生产几片或者几十片来供测试和验证，相当于第一次把图纸落地成产品，如果产品成功那么后续就可以依葫芦画瓢照着模子量产。如果失败，就需要找到原因并针对性优化设计。

而流片成本很高，主要是设计成本和设备的费用较贵。设计芯片电路图的费用先不谈，这肯定是需要大量工程师的辛苦付出。

而一枚芯片的生产往往要经过上千道工艺，而刚开始很多工艺都需要验证，比如检验电路是否达到设计的性能和功能要求。当然，还有生产芯片的配套的新设备贵，生产周期长，每一步都需要反复考量，比如新设备研发时可能突然发现某个地方修改可能会取得更好的效果，但这种修改也可能增加芯片的不确定性，所以就必须先小规模试产，如果不试验直接大批量生产，一旦有问题将损失惨重。所以必须流片，流片的成本达几千万上亿也就稀松平常。

当然，验证成功后大规模生产芯片时也叫流片，而这个时候往往是工艺验证都走完了，大规模生产成本也就摊薄了，只是大家大多数默认的费用昂贵的流片是前期少量芯片落地验证的过程。

而OPPO一次能流片成功，既是老天爷赏饭吃，更是几千团队通宵达旦奋进的结果。姜波表示，他来到OPPO 之后感受很深的就是OPPO对产品极致的追求的理念，这个理念牵涉到芯片团队本身产品的包括一些性能指标、功耗指标，也包括研发日程和进度。

早在2年多前，OPPO就高调表示将投入500亿用于芯片研发。而那时候也开始大量招聘人才，当时的OPPO的人才招聘信息就有SoC设计工程师、芯片数字电路设计工程师、芯片验证工程师、芯片前端设计工程师等职位。

国产厂商的竞争终于进入了高阶阶段

“华为还是技术功底比较扎实的，华为的GPU加速技术是华为独家的。至于其他的所谓黑科技，我不是说哪一家不行，都是供应商供的，都在那装什么孙子呢？我们都是方案整合商”。2018年罗永浩曾在一档节目中扯下了手机行业的遮羞布，很直接地揭露了血淋淋的事实，除了华为之外，当时很多厂商基本都是在使用同一批技术、同一批方案、同一批供应商、同一批零部件。

我们前些天也可以看到，都2021年了，各家依然在为了争高通骁龙旗舰芯片的真首发大打出手，争当“亲儿子”的悲剧依然在上演。

其实中国国产品牌早就苦久也！

放眼当前旗舰高端手机，苹果、三星和华为之外，无一例外都是高通芯片。而高通为了平衡各家关系以及压制竟对，每年最高端的处理器芯片派发要求往往会利字当先，同时也可能会排排坐吃果果。而手机终端的研发进度各家的研发和产品上市节奏完全受制于人。比如2016年骁龙820推迟发布日期，国产手机只能按下慢动作键等待。

还有高通芯片的垄断，也让大家吃了很多亏，比如2015年小米Note、一加2用了高通骁龙810因为高功耗而获得大量用户吐槽。

其实最早在智能手机刚起步的2011年的时候，市面手机芯片选择余地很多。

比如华为P1 当时用德州仪器OMAP4460芯片，魅族M9和MX3等多代旗舰用的三醒芯片。vivo X1芯片MT6577是联发科的，小米3也用的英伟达的Tegra 4处理器。

但后来，这些处理器因为各种原因而消亡：比如曾CPU都优于高通的德州仪器2012年因为没法生产基带组件，退出了手机市场；三星受限于半导体产能问题，自研芯片对外销售收缩，主要供三星用（仅魅族还获得少量三星芯片），后来Galaxy S和Note两大系列也逐渐转战高通阵营；英伟达2014年宣布其Tegra芯片不再用做手机，而是转到游戏设备和车机，当然核心原因是芯片基带性能达不到用户期待导致市场太小。

这些年，“高通税”收割了一批又一批品牌。英伟达、博通、爱立信、ADI等众多大厂都因为缺乏基带处理器技术，不得不放弃手机市场，并成为被收割的对象，哪怕强势如苹果，也得乖乖给高通服软。

但随着复杂的国际形势，科技竞争上升到前所未有的高度，而科技企业的战斗也在升维，大家已经意识到，手里不能不有点核心技术了。

这些年几大手机厂商也就华为手机因为自研处理器， 尤其华为从麒麟960起每一代性能稳步提升，2019年的麒麟990已与同期的高通骁龙855/865芯片性能可以掰掰手腕了。

这些年华为一方面树立起科技硬实力的口碑，同时自主的麒麟芯片也较早地让自研的ISP和NPU实现了图像处理能力的大升级，让华为手机拍照得到人民的广泛认可，附加巴龙基带的能力，让华为手机的信号和拍照能力都得到了极大的话语权。

目前国内拥有自主芯片设计能力的企业仅有华为海思、联发科和紫光展锐。而具备6nm以内的芯片设计能力的企业则更少。

小米、vivo和 OPPO等国产厂商前些年开始逐步自研影像处理芯片ISP，2021年初小米发布首颗ISP芯片澎拜C1,用在高端折叠屏机型MIX Fold上，9月vivo X70 Pro+搭载了自研的ISP芯片vivo V1。2019年才开始研发芯片的OPPO，则在2年多后发布了第一款NPU独立芯片，将极大优化现有手机的拍照能力。

虽然大家都还没到AP芯片、基带芯片等的高度，虽然距离彻底“去高通化”还比较遥远，但凡事得一走一步来，一步登天取得手机Soc的自主权也不符合科学规律。好在对国产手机来说，已经明白了一个铁的事实，前路坎坷却依然要咬牙坚持，尤其要拿下高端市场，必须手里得有点硬货。

写在最后：用一位精通技术的网友的话来进行结尾，也许是对OPPO的马里亚纳计划最好的注解：OPPO的这套芯片将原本90%由芯片组平台ISP部分应该承担的工作接了过来，相同的工作强度功耗下降了多个量级。对比某友商的同类型芯片就是一个舶来品，作用也仅仅只是对于影像，具体点就是对于夜光和成像的一些改进加持，而华为海思近期发布的ISP是针对监控系统的产品，跟手机产品沾不上任何的关系。

说到这里，你们如果还对OPPO的马里亚纳计划没有一点敬畏感，那就真的应了键盘侠们的那句话了：他们不是“侠”，是失去理智和判断力的恶魔，以正义之名讨伐正义，以善良之义扼杀善良。

你说是不是？